人教版高一必修1第三章第2节弹力课时练习
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人教版高一必修1第三章第2节弹力课时练习学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、多选题
1.下列各种情况中,属于弹性形变的有( )
A.撑杆跳高运动员起跳中,撑杆的形变
B.当你坐在椅子上时,椅面发生的微小形变
C.细钢丝被绕制成弹簧
D.铝桶被砸扁
2.如图所示,将一本字典放在水平桌面上,下列说法正确的是()
A.字典对桌面的压力与桌面对字典的支持力是一对平衡力
B.字典对桌面的压力就是字典受的重力
C.字典对桌面的压力是弹力,是由于字典发生形变而产生的
D.字典对桌面的压力使得桌面发生了弹性形变
3.如图所示,A、B两物体的重力分别是G A=3N,G B=4N.A用细线悬挂在顶板上,B 放在水平面上,A、B间轻弹簧中的弹力F=2N,则细线中的张力T及B对地面的压力N 的可能值分别是()
A.7 N和0 N B.5 N和2N C.1 N和6 N D.2 N和5 N
二、单选题
4.关于弹力的产生说法,正确的是()
A.只要两物体相接触就一定产生弹力
B.只要两物体相互吸引就一定产生弹力
C.只要物体发生形变就一定有弹力产生
D.只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用
5.体育课上一学生在水平篮球场上拍篮球,如图所示,在篮球与地面作用时,地面给篮球的弹力的方向为
A.竖直向上B.斜右上C.斜左上D.竖直向下6.锻炼身体用的拉力器,并列装有四根相同的弹簧,每根弹簧的自然长度都是40 cm,某人用600 N的力把它们拉长至1.6 m,则( )
A.人的每只手受到拉力器的拉力为300 N
B.每根弹簧产生的弹力为150 N
C.每根弹簧的劲度系数为93.75 N/m
D.每根弹簧的劲度系数为500 N/m
7.如图所示,A、B两球间一定有弹力作用的是(都静止)( )
A.B.
C.D.
8.如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30 的斜面上,杆的另一端固定一个重力为2N的小球,小球处于静止状态,则弹性杆对小球的弹力()
A.大小为2N,方向平行于斜面向上B.大小为1N,方向平行于斜面向上C.大小为2N,方向垂直于斜面向上D.大小为2N,方向竖直向上
9.一轻质弹簧原长为8 cm,在4 N的拉力作用下伸长了2 cm,弹簧未超出弹性限度,则该弹簧的劲度系数为( )
A.40 m/N B.40 N/m
C.200 m/N D.200 N/m
10.如图所示,小车受到水平向右弹力作用,关于该弹力,下列说法中正确的是( )
A.该弹力是弹簧发生拉伸形变产生的
B.该弹力是弹簧发生压缩形变产生的
C.该弹力是小车发生形变产生的
D.该弹力的施力物体是小车
11.下列说法中正确的是()
A.书本放在桌面上,桌子放在地面上,由于书本受重力,桌子对地面的压力增大了,这说明书对地面有作用
B.一支笔放在玻璃板上,玻璃板受到压力,但没有看到玻璃板弯曲,这说明有弹力作用时,物体也可以不发生形变
C.弹力产生在直接接触的物体间,同时物体还要发生弹性形变
D.所有弹力的大小都可以利用胡克定律计算
12.一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度的图象如图7所示.下列表述正确的是
A.a的原长比b的长B.a的劲度系数比b的大C.a的劲度系数比b的小D.测得的弹力与弹簧的长度成正比
13.如图所示,一小球用两根轻绳挂于天花板上,小球静止,绳1倾斜,绳2恰好竖直,则小球所受的作用力有( )
A.1个
B.2个
C .3个
D .4个
14.如图所示的装置中,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力分别为F 1、F 2、F 3,其大小关系是( )
A .123F F F ==
B .123F F F =<
C .132F F F =>
D .312F F F >>
15.足球运动是目前全球体育界最具影响力的运动项目之一,深受青少年喜爱.如图所示为四种与足球有关的情景,下列说法正确的是
A .图甲中,静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力
B .图乙中,静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力
C .图丙中,即将被踢起的足球受到脚给它的弹力是由于球发生了形变
D .图丁中,落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变
16.如图所示,A 、B 、C 三个物体叠放在水平地面上,在A 的上面加一个作用力F ,则除了所受的重力之外物体C 受到竖直向下的作用力还有( )
A .1个
B .2个
C .3个
D .4个
17.如图所示,两根相同的轻弹簧1S 、2S ,劲度系数皆为2510N /m k =⨯,原长都是
010cm l =,悬挂的重物的质量均为m ,若不计弹簧质量,g 取210m /s ,现测得两根弹
簧的总长为26cm ,则( )
A .3kg m =
B .2kg m =
C . 1.5kg m =
D .1kg m =
18.重力都是G 的两条形磁铁,按图示放在水平木板C 上,静止时B 对A 的弹力为F 1,C 对B 的弹力为F 2,则 ( )
A .F 1=G F 2 =2G
B .F 1>G F 2>2G
C .F 1>G F 2<2G
D .F 1>G F 2 =2G
19.如图所示,A 、B 两个弹簧的质量不计,劲度系数分别为1k 、2k ,它们的一端固定在质量为m 的物体上,另一端分别固定在P 、Q 上,当物体平衡时弹簧B 处于原长.若把质量为m 的物体换为质量为2m 的物体(物体大小不变,两弹簧均在弹性限度内),当物体再次平衡时,物体与第一次平衡时相比下降的距离x 为( )
A .
12
2mg
k k +
B .
12
mg
k k +
C .
1
mg
k D .
2
mg
k
三、作图题
20.请在图中画出杆或球所受的弹力
(a )杆靠在墙上;(b )杆搭放在半球形的槽中;(c )球用细线悬挂在竖直墙上;(d )点1、2、3分别是球的重心位置,点2是球心,1、2、3点在同一竖直线上.
21.如图所示,用细绳悬挂的小球与光滑斜面相接触,并保持静止,甲中细绳倾斜,乙中细绳呈竖直方向.判断图甲、乙中小球是否受到斜面的弹力作用.
四、解答题
22.测得一只弹簧测力计3N和5N两刻度线之间的距离为2.5cm.求
(1)这只弹簧测力计所用弹簧的劲度系数.
(2)这只弹簧测力计3N刻度线与零刻度线之间的距离.
23.画出图中处于静止状态的物体A受到的重力和弹力.(图中墙壁竖直,所有接触面均光滑)
24.如图所示,一劲度系数为2k的弹簧竖直地放在桌面上,上面压一质量为m的物体,另一劲度系数为1k的弹簧竖直地放在物体上面,其下端与物体的上表面连接在一起,两
个弹簧的质量都不计.要想使物体在静止时下面弹簧承受的压力减小为原来的2
3
,应将
上面弹簧的上端A竖直提高一段距离d,则d应为多大?
25.已知图中的物块和球均处于静止状态,B、C中的球是光滑的,请画出它们所受弹力的方向.
26.如图为一轻质弹簧的长度l 和弹力F 大小的关系,试由图线确定: (1)弹簧的原长; (2)弹簧的劲度系数;
(3)弹簧伸长了15cm 时弹力的大小.
27.在现代汽车技术中,一般轿车都设置有“汽车悬架”,麦弗逊式及烛式悬架都是将螺旋弹簧和减振器有机组合,对缓冲冲击和消减冲击产生的振动全面考虑,大大提高了乘坐者的舒适性.现在有一组合弹簧,一根大弹簧内套了一根小弹簧,大弹簧比小弹簧长0.2m .为了测量弹簧的劲度系数,把组合弹簧的一端平齐并竖直固定,另一端处于自由状态,如图甲所示.当压缩此组合弹簧时,测得力与压缩距离之间的关系图线如图乙所示,则大弹簧的劲度系数k 1和小弹簧的劲度系数k 2分别为多少?
28.三个质量均为2kg 的相同木块a 、b 、c 和两个劲度系数均为500N/m 的相同轻弹簧p 、q 用轻绳连接如图所示,其中a 木块放在光滑水平桌面上.开始时p 弹簧处于原长,木块都处于静止状态.现用水平力F 缓慢地向左拉p 弹簧的左端,直到c 木块刚好离开水平地面为止,取2
10m /s g .则该过程p 弹簧的左端向左移动的距离为多少?
五、实验题
29.某同学在探究弹力与弹簧伸长的关系时,设计了如图所示的实验装置.他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,然后在弹簧下端依次挂2、3、4、5个钩码,待静止时,测出弹簧相应的总长度.每只钩码的质量都是10g.实验数据如下表所示(弹力始终未超出弹簧的弹性限度,g取10N/kg)
(1)试根据这些实验数据,在图(b)所示的坐标纸上作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度l之间的函数关系图像___________.
(2)图像在l轴上的截距的物理意义是___________.该弹簧的劲度系数k ________ N/m.
30.用如图所示的装置测定弹簧的劲度系数,被测弹簧一端固定于A点另一端用细线绕过定滑轮挂钩码,旁边附有一竖直放置的厘米刻度尺。
当挂两个钩码时,线上一定点P 对应的刻度线如图中的ab虚线所示,当挂三个钩码时,线上一定点P对应的刻度线如图中的cd虚线所示。
已知每个钩码的质量为50g,重力加速度g=9.8m/s2。
ab虚线处刻度尺读数是d1 =_____m;则被测弹簧的劲度系数为____________N/m。
31.某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系.实验装置如图所示:一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0指向0刻度.设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x0;挂有质量为0.100 kg 的砝码时,各指针的位置记为x.测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数,重力加速度取9.80 m/s2).已知实验所用弹簧总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88 cm.
(1)将表中数据补充完整:①________;②________.
(2)以n为横坐标,为纵坐标,在答题卷给出的坐标纸上画出1/k-n图像.
(3)题(2)图中画出的直线可近似认为通过原点.若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k=_____N/m;该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系的表达式为k=_____N/m.32.某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验.
①图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73cm,图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量△l为_______cm;
②本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力,关于此操作,下列选项中规范的做法是______;(填选项前的字母)
A.逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B.随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
③图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量△l与弹力F的关系图线,图线的AB段明显偏离直线OA,造成这种现象的主要原因是_____________.
33.在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中
(1)以下是小明同学准备完成的实验步骤,请你帮他按操作的先后顺序,用字母排列出来:______
A.以弹力为横坐标,以弹簧伸长量为纵坐标,用描点法作出实验图象;
B.记下弹簧不挂钩码时,其下端在刻度尺上的刻度L0;
C.将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定刻度尺;D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码,当钩码静止时,记下弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内
E.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与弹簧伸长量的关系式
F.解释函数表达式中常数的物理意义
(2)小华同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图所示的图象,根据图象,可计算得到两个弹簧的劲度系数分别为k甲=______N/m,k乙=______N/m (结果取3位有效数字)
(3)从图象上看,图象上端为曲线,说明该同学没能完全按实验要求做,图象上端成为曲线是因为______,若要制作一个精确度较高的弹簧秤,应选弹簧______(选填“甲”或“乙”)
六、填空题
34.一根竖直悬挂的轻质弹簧,下端挂上2N的物体时,其伸长量为2cm.一研究小组用它探究弹簧弹力和伸长量的关系,在弹簧弹性限度内,测出悬挂不同重物时,弹簧弹力和弹簧伸长量的关系,画出了如图所示的图像.该图像纵轴表示弹力F,单位为牛顿,图线为反比例关系的双曲线,因绘图同学的硫忽,忘记横轴表示的物理量及单位,则分析可知横轴表示的物理量是___________.图像中采用国际单位制单位,对应纵坐标为
4N的横坐标应为_______.
参考答案
1.AB
【解析】
发生形变后能够恢复原状的形变叫弹性形变.本题中撑杆的形变、椅子的形变均属于弹性形变.细钢丝绕制成弹簧后不能恢复成细钢丝,所以不属于弹性形变,C 错.同理被砸扁的铝桶也不能恢复原状,D 错.
2.CD
【详解】
A .字典对桌面的压力与桌面对字典的支持力,大小相等、方向相反、作用在一条直线上,作用在不同的物体上,是相互作用力,A 错误;
B .字典对桌面的压力和字典受的重力是两个作用在不同物体上的不同性质的力,B 错误;
C .字典对面的压力是弹力,是由于字典发生形变而产生的,C 正确;
D .字典对桌面的压力作用在桌面上,使桌面发生了弹性形变,D 正确.
3.BC
【详解】
分为两种情况:一是弹簧被压缩时,以A 为研究对象,受竖直向下的重力G A ,绳子的拉力T 和弹簧向上的弹力F 1作用(F 1=F=2N),由物体的平衡有:1A G T F =+,得:
11321A T G F N N =-=-=;以B 为研究对象,受竖直向下的重力G B ,地面的支持力N 1,和弹簧向下的弹力F 2作用(F 2=F=2N),由物体的平衡有:21B G F N +=,得:
1426N N N =+=,由牛顿第三定律得知,对地面的压力为6N ;
二是弹簧被拉伸缩时,以A 为研究对象,受竖直向下的重力G A ,绳子的拉力T 和弹簧向下的弹力1F '作用(1F '=F=2N),由物体的平衡有:1A G F T +'=,得:5T N =;以B 为研究对象,受竖直向下的重力G B ,地面的支持力N 2,和弹簧向上的弹力2F '作用(2F '=F=2N),由物体的平衡有:22B G N F =+',得:22N N =,由牛顿第三定律得知,对地面的压力为2N ,故B 、C 正确,A 、D 错误;
故选BC .
4.D
【详解】
ABC.弹力的产生条件:接触和弹性形变缺一不可判定.A、C都只有弹力产生条件的一个方面,而B只说“相互吸引”,只能证明有力存在,不一定是弹力,故ABC不符合题意.D.只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用,故D符合题意.
5.A
【解析】
试题分析:支持力是弹力,方向总是垂直于接触面,并指向被支持物.所以地面给篮球的弹力的方向为竖直向上,A正确.
考点:考查了弹力方向的判断
【名师点睛】弹力的方向与物体形变的方向相反.弹力有三种:压力、支持力和拉力,压力和支持力与接触面,轻绳的拉力沿着绳子指向绳收缩的方向.
6.B
【解析】
:选B.每只手的拉力均为600 N,故A错;每根弹簧的弹力为600
4
N=150 N,故B对;每
根弹簧的劲度系数k=F
x∆
=
150
1.60.4
N
m
-
=125 N/m,故C、D错.
7.B
【解析】
【详解】
A、重力的方向竖直向下,由图知,细线自然下垂,两球虽然相互接触,但不能确定是否发生弹性形变,所以不一定有弹力的作用.故A不符合题意;
B、重力的方向竖直向下,由图知,细线没有自然下垂,而是互成角度,说明两球相互挤压,会发生弹性形变,能够产生弹力.故B符合题意;
C、由图知,最上面的球对A、B有压力的作用,但A与B之间是否有压力不能确定,所以A、B两球之间不一定有弹力的作用.故C不符合题意;
D、由图知,墙壁、A、B虽然彼此接触,但不能确定是否发生弹性形变,所以A、B两球之间不一定有弹力的作用.故D不符合题意.故选B.
【点睛】
本题考查对弹力产生条件的理解,需要清楚的是:并不是接触就产生弹力,要分析是否发生弹性形变.
8.D
【详解】
小球受重力和杆的支持力(弹力)作用处于静止状态,由二力平衡可知,弹性杆对小球的弹力与重力等大、反向即大小为2N,方向竖直向上
故选D。
9.D
【解析】
试题分析:由题意知,弹簧的弹力为4N时,弹簧伸长2cm,根据胡克定律F=kx,代入数据可得弹簧的劲度系数k="200" N/m,所以A、B、C错误;D正确.
【学科网考点定位】考查胡可定律
【方法技巧】本题主要是掌握胡克定律的公式F=kx,并注意各物理量的单位.
10.A
【详解】
由题意可知,弹簧发生拉伸形变,弹力是由弹簧发生形变而引起的,弹力的施力物体是弹簧.故A正确,BCD错误;故选A.
11.C
【详解】
A.书与地面不接触,对地面没有施加压力,A错误.
B.有弹力一定存在形变,玻璃板受到笔的压力,玻璃板发生的形变为微小形变,肉眼不易观察到,B错误.
C.弹力产生在直接接触的物体间,同时物体还要发生弹性形变,选项C正确;
D.胡克定律的适用条件是弹簧发生弹性形变,且在弹性限度内,D错误.
12.B
【详解】
A.在图中,当弹簧的弹力为零时,弹簧处于原长,故b的原长大于a的原长,A错误;BC.斜率代表劲度系数,故a的劲度系数大于b的劲度系数,B正确C错误;
D.弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,故D错误
13.B
【解析】
判断绳子中有无张力,用假设法,剪断2球会动,所以绳2中有拉力,剪断1,球不会动,
则1中无张力,所以球只受重力和绳2的拉力.选B
14.A
【详解】
弹簧拉伸或压缩必然两端同时受力才可,只有一端有力时弹簧不会被拉伸或压缩,因弹簧均是拉住一相同质量小球,则弹力一样大,A 正确。
15.D
【详解】
静止在草地上的足球受到的弹力,与重力相平衡,但不是它的重力,A 选项说法不正确;静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触,但由于没有弹性形变,所以没有受到相互作用的弹力,B 选项说法不正确;即将被踢起的足球受到脚给它的弹力是由于脚发生了形变,C 选项说法不正确;落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变,D 选项说法正确.故选
D .
16.A
【详解】
图中C 物体受到3个力的作用,即重力、B 对C 的压力(方向向下)和地面对C 的支持力(方向向上),故除重力外竖直向下的力只有一个.
A .1个,与结论相符,选项A 正确;
B .2个,与结论不相符,选项B 错误;
C .3个,与结论不相符,选项C 错误;
D .4个,与结论不相符,选项D 错误;
17.D
【详解】
首先确定每根弹簧的弹力大小,然后根据胡克定律列式求解.以下面的重物为研究对象,对其进行受力分析,由平衡条件得
2kx mg =
则2S 的伸长量
2mg x k
= 以两个重物及弹簧2S 整体为研究对象,由平衡条件得
1()kx m m g =+
则1S 的伸长量
12mg x k
=
由题意知 0122x l x x =++,
代入数据解得
1kg m =.
18.D
【解析】
试题分析:以A 为研究对象有1F F G =+引,所以1F G >;把两块磁铁看成一个整体则有22F G =.
故选D
考点:共点力平衡
点评:磁铁的磁力只对磁铁间有相互作用,把两个磁铁看成一个整体时,磁力对外界没有作用.
19.B
【详解】
如答图甲所示,可将物体视为质点.设弹簧A 处于原长时其上端位置在1O 点,由图可以看出,当将质量为m 的物体连在弹簧A 、B 中间时,弹簧A 的压缩量为1x ,弹簧B 处于原长;当将质量为m 的物体换为质量为2m 的物体时,设物体与第一次平衡时相比下降的距离为x ,则弹簧A 的压缩量将变为1x x +,而弹簧B 由原长变为拉伸,其伸长量为x .题目中描述了两个状态:(1)质量为m 的物体的平衡状态;(2)质量为2m 的物体的平衡状态.在状态(1)时,质量为m 的物体的受力情况如答图乙所示,其中1F 为弹簧A 对物体向上的弹力. 由平衡条件和胡克定律得
1mg F =,111F k x =
在状态(2)时,质量为2m 的物体的受力情况如答图丙所示,其中2F 、3F 分别表示弹簧B 、A 对物体的弹力,则有
232mg F F =+
22F k x =
311()F k x x =+
解得
12
mg x k k =+. A. 12
2mg k k +,与结论不相符,选项A 错误; B.
12mg k k +,与结论相符,选项B 正确; C. 1
mg k ,与结论不相符,选项C 错误; D. 2
mg k ,与结论不相符,选项D 错误; 20.
【解析】
第一个图:弹力垂直于接触面指向受力物体,作出示意图如下图,
第二个图:棒受到垂直于棒的支持力与沿着圆心方向的弹力F,另一弹力N垂直棒,
第三个图:小球受到绳子的拉力与侧壁的弹力,
第四个图:点点接触的球受到沿半径方向的弹力,
【点睛】弹力是接触力,分析物体受到的弹力时,首先确定物体与几个物体接触,要逐一分析各接触面是否都有弹力,不能漏力.
21.甲图中的小球受到斜面的弹力作用,乙图中的小球不受斜面的弹力作用.
【解析】
【详解】
假设两图中的斜面不存在,则甲图中小球无法在原位置保持静止,乙图中小球仍静止,故甲图中小球受到斜面的弹力作用,乙图中小球不受斜面的弹力作用.
22.(1)80N/m(2)3.75cm
【详解】
(1)设3N 和5N 刻度线与零刻度线间的距离分别是1x 、2x ,则
21 2.5cm x x x ∆=-=,
212N F F F ∆=-=
根据胡克定律得
2
2N /m 80N /m 2.510F k x -∆=
==∆⨯. (2)因为11F kx =
所以 113m 0.0375m 3.75cm 80
F x k ==== 即3N 刻度线与零刻度线之间的距离是3.75cm .
23.
【详解】
各物体所受弹力如图所示:
24.1212
()3k k mg k k + 【详解】
物体处于平衡状态,在竖直方向上所受的合外力为零.当上面的弹簧没有作用力时,下面弹簧对物体的支持力等于物体的重力,所以下面弹的压缩量为
12
mg x k ∆= 当上面弹簧提起时,下面弹簧的弹力减小为物体重力的23,设此时弹簧的压缩量为2x ∆,则
2223
mg k x ∆=
, 得 22
23mg x k ∆=
下面弹簧两次压缩量之差为 122
3mg x x x k ∆=∆-∆=
这说明物体要上升x ∆. 当提起A 端时,上面弹簧的伸长量为3x ∆,产生的弹力大小为
133
mg k x =∆, 所以
31
3mg x k ∆= A 端上移的距离等于下面弹簧减少的压缩量与上面弹簧伸长量之和.所以
12312
()3k k mg d x x k k +=∆+∆=. 25.
【详解】
如答图所示.
26.(1)10cm ;(2)200N/m ;(3)30N
【详解】
(1)当F =0时,弹簧处于原长状态,由图读出F =0时,l =10cm ,即弹簧的原长为l 0=10cm . (2)由图知:F =10N ,l =5
cm
则弹簧被压缩的长度x =l 0-l =10cm -5cm =5cm =0.05m .
根据胡克定律F =kx 得:k =F x =100.05
N /m =200N /m ; (3)当弹簧伸长了x ′=15cm =0.15m ,弹力的大小为F ′=kx ′=200×0.15N =30N ;
27.110?N/m k =
220N/m k = 【解析】
试题分析:从题图可知:压缩距离x 在0~0.2 m 范围内,此时只有大弹簧起作用,小弹簧没承受压力,有:1F k x =;
解得:110/k N m =
压缩距离x 在0.2~0.3 m 范围内,两个弹簧都被压缩,都产生弹力,当大弹簧压缩x 时,
小弹簧压缩了(x -0.2),
所以 12(0.2)F k x k x =+-;
解得: 220/k N m = .
考点:胡克定律
【名师点睛】此题是对胡克定律的考查;关键是弄清图像的物理意义,斜率表示弹簧的劲度系数,注意分析弹簧的状态.
28.0.16m
【详解】
刚开始q 弹簧处于压缩状态,根据胡克定律可知刚开始时弹簧的压缩量
1210m 0.04m 500
b m g x k ⨯=== 最终
c 木块刚好离开水平地面,q 弹簧处于拉伸状态,此时弹簧的伸长量 2210m 0.04m 500c m g x k ⨯=
== 缓慢向左拉p 弹簧的水平力大小为
()410N 40N b c F m m g =+=⨯=
则p 弹簧的伸长量为
340m 0.08m 500
F x k =
== 所以所求距离为
123(0.040.040.08)m 0.16m x x x x =++=++=.
29. 表示弹簧原长 20
【详解】
(1)[1].根据实验数描点连线,所得图像如图所示.
(2)[2][3].图像在l 轴上的截距的物理意义是表示弹簧原长.由图像可知,弹簧的劲度系数应等于图像的斜率,即
20N /m F k l
∆=
=∆. 30.0.3110 70
【解析】
【分析】 在实验中,所挂钩码的重力等于弹簧的弹力,P 点对应刻度的变化可知弹簧的伸长量. 对钩码受力分析,由平衡条件可求得劲度系数;
【详解】
ab 虚线处刻度尺读数是d 1=31.10cm=0.3110m
由图可知,当钩码增至3个时,弹力增大mg ,而弹簧的长度伸长31.80-31.10=0.70cm ,则由平衡关系可知,F=kx 解得劲度系数为:0.059.870/0.0070
k N m ⨯=
=; 【点睛】
解决本题的关键由平衡条件得所挂钩码的重力等于弹簧的弹力,掌握胡克定律F=kx . 31.(1)①81.7 ②0.0122(2)如图所示(3)(1.67—1.83)×103/n 、(3.31—3.62)/l 0
【解析】
试题分析:
(1)①中-220.19.8N =81.7N/m Δ(5.26-4.06)10m
mg k x ⨯==⨯; ②11m/N=0.0122m/N 81.7
k = (2)图线如图:
(3)③由图线可知直线的斜率为0.03560,故直线方程满足10.03560n k =,即3
1.7110k n
⨯=(N/m )(在33
1.6710 1.8310n n
⨯⨯~之间均可) ④由于60匝弹簧的总长度为11.88cm ;则n 匝弹簧的原长满足2
06011.8810n l -=⨯,代入31.7110k n ⨯=可得:03.38k l =.(在0
03.31 3.62l l ~之间均可) 考点:测量弹簧的劲度系数实验;
32.6.93cm A 钩码重力超过弹簧弹力范围
【详解】
①乙的读数为13.66cm,则弹簧的伸长量△L =13.66cm –5.73cm =7.93cm
②为了更好的找出弹力与形变量之间的规律,应逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重,A 正确;
③弹簧超出了弹性限度,弹簧被损坏,弹簧的伸长量△L 与弹力F 不成正比
33.CBDAEF 66.7N/m 200N/m 弹力过大超过弹簧弹性限度 甲
【详解】
(1)根据实验过程可知,实验中先组装器材,即CB ,
然后进行实验,即D ,
最后数据处理,即AEF .
所以先后顺序为CBDAEF .
(2)劲度系数为:K A =24610F x -=⨯N/m=66.7N/m ,K B =2
8410F x -=⨯N/m=200N/m (3)向上弯曲的原因是弹力过大,超过弹簧弹性限度,注意该图象中纵坐标为伸长量,横坐标为拉力,斜率的倒数为劲度系数,
从图象上可以看出甲的斜率大于乙的斜率,所以甲的劲度系数较小,因此其精度高.所以应选弹簧甲.
34.1x
125m - 【详解】
[1].弹簧下端挂2N 的物体时,弹簧的伸长量为2cm ,则由胡克定律F kx =得100N /m k =,即
100(N)F x = ①
设图像横轴表示a ,则图线表达式为k F a
'=(k '为反比例函数的比例系数),由图像可知 100(N)F a
= ② 由①②可得1a x
=,故横轴表示的是1x ,单位是-1m .。